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Unravelling the role of land use and microbial activity in shaping chromophoric dissolved organic matter characteristics in stream ecosystems.

Williams, C.J., Yamashita, Y., Wilson, H.F., Jaffé, R., et Xenopoulos, M.A. (2010). « Unravelling the role of land use and microbial activity in shaping chromophoric dissolved organic matter characteristics in stream ecosystems. », Limnology and Oceanography, 55(3), p. 1159-1171. doi : 10.4319/lo.2010.55.3.1159  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Nous avons échantillonné 43 cours d’eau coulant dans des bassins hydrographiques où l’utilisation des sols est mixte, dans le sud de l’Ontario au Canada. Pour caractériser la matière organique dissoute (MOD), nous avons utilisé la spectroscopie d’absorption et de fluorescence avec une analyse factorielle multidimensionnelle par la méthode PARAFAC. Nous avons ensuite mis en relation les caractéristiques de la MOD avec des variables environnementales, des indicateurs d’activité microbienne (production bactérienne et activité leucine-aminopeptidase extracellulaire) et l’utilisation des sols riverains pour mieux comprendre comment ces facteurs influent sur la MOD dans les cours d’eau. L’analyse PARAFAC a donné un modèle à six composantes (C1 à C6). Une corrélation a été mise en évidence entre la température et chacune des composantes du modèle PARAFAC, ce qui laisse penser que l’origine de l’eau, la surface drainée et la pénétration de la lumière ont généralement influé sur les caractéristiques de la MOD. Les composantes C1 et C2 correspondaient à des groupes de MOD fluorophores terrestres de type humique et représentaient de 41 à 65 % de la fluorescence attribuable à la MOD des cours d’eau. La composante C5, de type tryptophane, était en relation inverse avec l’indice d’humification et en relation directe avec l’activité leucine-aminopeptidase et la MOD de production récente, ce qui laisse supposer que la composante C5 correspondait à de la MOD autochtone d’origine microbienne. Les composantes C3, C4 et C6 présentaient des signaux fluorophores de type quinone, humique et microbien transformable. La distribution de ces composantes PARAFAC susceptibles d’avoir une activité rédox indique que la MOD était davantage à l’état réduit dans les cours d’eau où la production bactérienne et l’utilisation des sols à des fins agricoles étaient plus importantes que dans ceux où la superficie occupée par des milieux humides était plus grande et où, par conséquent, l’abondance relative de la composante de type quinone oxydée était plus élevée. L’utilisation anthropique des sols et l’activité microbienne ont changé quantitativement et qualitativement la MOD exportée des cours d’eau subissant l’influence des activités humaines par comparaison aux cours d’eau des régions où prédominent la forêt et les milieux humides. La MOD des cours d’eau des régions agricoles était plus labile et accessible à la communauté microbienne que celle des cours d’eau des régions à milieux humides où l’activité microbienne est moins intense.

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